射線檢測基礎

射線分類
1、γ射線：由放射性同位素如Co60或Cs137產生。是一種高能電磁波，波長很短（0.001-0.0001nm），穿透力強，射程遠，一次可照射很多材料，而且劑量比較均勻，危險性大，必須屏蔽（幾個cm的鉛板或幾米厚的混凝土墻）。60Co的能譜為雙峰，能量分別為1.173MeV和1.332MeV；Cs137的能譜為單峰，能量為0.662MeV。優點是：能量單一，有利于圖像重建；缺點是：強度小，采集足夠的光子時間較長。如果加大放射源，就會加大源的焦點。

2、X射線：是由x光機產生的高能電磁波。波長比γ射線長，射程略近，穿透力不及γ射線。有危險，應屏蔽（幾毫米鉛板）。
產生X射線的最簡單方法是用加速后的電子撞擊金屬靶。撞擊過程中，電子突然減速，其損失的動能會以光子形式放出，形成X光光譜的連續部分，稱之為制動輻射。通過加大加速電壓，電子攜帶的能量增大，則有可能將金屬原子的內層電子撞出。于是內層形成空穴，外層電子躍遷回內層填補空穴，同時放出波長在0.1納米左右的光子。由于外層電子躍遷放出的能量是量子化的，所以放出的光子的波長也集中在某些部分，形成了X光譜中的特征線，此稱為特性輻射。

3、β射線：由放射性同位素（如P32、S35等）衰變時放出來帶負電荷的粒子。在空氣中射程短，穿透力弱。在生物體內的電離作用較γ射線、x射線強。

4、中子：不帶電的粒子流。輻射源為核反應堆、加速器或中子發生器，在原子核受到外來 粒子的轟擊時產生核反應，從原子核里釋放出來。中子按能量大小分為：快中子、慢中子和熱中子。中子電離密度大，常常引起大的突變。目前輻射育種中，應用較多的是熱中子和快中子。

5、紫外光：是一種穿透力很弱的非電離輻射。

射線衰減規律
入射到物體的射線，其光量子將與物質發生復雜的相互作用，在相互作用中入射光量子的能量一部分轉移到能量或方向改變了的光量子那里，一部分轉移到與之相互作用的電子或產生的電子那里。電子將繼續與原子發生相互作用，轉移到電子的能量主要損失在物體之中。前面的過程稱為散射，后面的過程稱為吸收。也就是說，入射到物體的射線，一部分能量被吸收，一部分能量被散射。光電效應是吸收過程，康普頓效應是既有吸收又有散射的過程，電子對效應也是吸收過程，瑞利散射是散射過程。透射射線將包含一次射線、二次射線：特征輻射、散射線、康普頓散射線、瑞利散射線及電子（光電子、反沖電子）等。由于這些相互作用，使從物體透射的射線強度低于入射射線強度，這稱為射線強度發生了衰減。

實驗表明，射線穿透物體時其強度的衰減與吸收體（射線入射的物體）的性質、厚度及射線光量子的能量相關。對于一束射線，在均勻的媒質中，在無限小的厚度范圍內，強度的衰減量正比于入射射線強度和穿透物體的厚度。按照圖1-14所示的符號，這種關系可以寫為
dI=—IμdX
對此式進行積分，得到
Ix=I0e -μX
在一般情況下省略下標“X”，寫為
I=I0e -μX
式中：I0——入射射線強度；
I——透射射線強度；
X——吸收體厚度；
μ——線衰減系數（單位常采用：cm-1）。
這就是射線衰減的基本規律。它也適用于粒子輻射，但由于不同射線與物質相互作用的特點不同，因此，公式中出現的線衰減系數將不同。